Цифровая фильтрация измерений

3.2.4.1. Для ослабления влияния внешних импульсных помех на эксплуатационные характеристики прибора в программу его работы введена цифровая фильтрация результатов измерений. Фильтрация осуществляется независимо для каждого канала измерения входных параметров и проводится в два этапа.

3.2.4.2. На первом этапе из текущих измерений входных параметров отфильтровываются

значения, имеющие явно выраженные «провалы» или «выбросы». Для этого в приборе осуществляется непрерывное вычисление разности между двумя результатами последних измерений одного и того же входного параметра, выполненных в соседних циклах опроса и сравнение ее с заданным предельным отклонением. При этом если вычисленная разность превышает заданный предел, то результат, полученный в последнем цикле опроса, считается недостоверным, дальнейшая обработка его приостанавливается и производится повторное измерение. Если недостоверный результат был вызван воздействием помехи, то повторное измерение подтвердит этот факт и ложное значение аннулируется. Такой алгоритм обработки результатов измерений позволяет защитить прибор от воздействия единичных импульсных и коммутационных помех, возникающих на производстве при работе силового оборудования. Величина предельного отклонения в результатах двух соседних измерений задается пользователем в параметре «Полоса фильтра» in.FG индивидуально для каждого датчика в единицах, измеряемых ими физических величин.

В общем случае, при выборе «Полосы фильтра» следует иметь в виду, что чем меньше

ее заданное значение, тем лучше помехозащищенность измерительного канала, но при этом (из-за возможных повторных измерений) хуже реакция прибора на быстрое фактическое изменение входного параметра. Во избежание повторных измерений при задании «Полосы фильтра» для конкретного датчика следует руководствоваться максимальной скоростью изменения контролируемого им параметра при эксплуатации, а также установленной для него периодичностью опроса. При необходимости данный фильтр может быть отключен установкой в параметре

in.FG значения 0.

3.2.4.3. На втором этапе фильтрации осуществляется сглаживание (демпфирование) полученных по п.3.3.4.2 результатов измерений в случае их возможной остаточной флуктуации. Передаточная функция звена, осуществляющего преобразование входного сигнала на этом этапе фильтрации, по своим параметрам соответствует фильтру низких частот первого порядка с постоянной времени τ. При поступлении на вход такого фильтра скачкообразного сигнала его выходной сигнал через время равное τ изменится на величину 0,64 от амплитуды скачка, через время равное 2τ – на величину 0,88, через время равное 3τ – на величину 0,95 и т.д. по экспоненциальному закону. «Постоянная времени фильтра» задается пользователем в секундах индивидуально для каждого канала при установке параметра in.FD.

При задании параметра in.FD следует иметь в виду, что увеличение его значения улучшает помехозащищенность канала измерения, но и одновременно увеличивает его инерционность. То есть реакция прибора на быстрые изменения входной величины замедляется.

При необходимости данный фильтр может быть отключен установкой в параметре in.FD значения 0.

Временные диаграммы работы цифровых фильтров представлены на рис. 6.

Рис. 6.

Коррекция измерений

3.2.5.1. Полученные в результате вычислений отфильтрованные текущие значения измеренных величин могут быть откорректированы прибором в соответствии с заданными пользователем корректирующими параметрами. В приборе для каждого канала измерения предусмотрены два корректирующих параметра, с помощью которых можно осуществлять сдвиг и изменение наклона измерительной характеристики.

3.2.5.2. Сдвиг характеристики осуществляется путем алгебраическогосуммирования вычисленных по п. 3.2.2.3 величин с корректирующим значением δ,заданным в параметре in.SH для данногодатчика. Корректирующее значение δзадается в тех же единицах измерения, чтои измеряемый физический параметр ислужит для устранения влияния начальнойпогрешности первичного преобразователя(например, значения R0 утермопреобразователей сопротивления).

Примечание. При работе с платиновыми термопреобразователями сопротивления на заданное в параметре in.SH значение сдвига накладывается также коррекция нелинейности НСХ датчика, заложенная в программе обработки измерений.

Рис. 7

 

Пример сдвига измерительной характеристики графически представлен на рис. 7.

3.2.5.3. Изменение наклона характеристики осуществляется путем умножения откорректированной по параметру in.SH измеренной величины на поправочный коэффициент , значение которого задается пользователем для каждого датчика в параметре in.SL. Данный вид коррекции может быть использован для компенсации погрешностей самих датчиков (например, при отклонении у термопреобразователей сопротивления параметра W100 от стандартного значения) или погрешностей, связанных с разбросом сопротивлений шунтирующих резисторов (при работе с преобразователями, выходным сигналом которых является ток). Значение поправочного коэффициента задается в безразмерных единицах в диапазоне 0,900…1,100 перед его установкой и может быть определено по формуле:

где  – значение поправочного коэффициента, устанавливаемого в параметре in.SL;

П_факт – фактическое значение контролируемого входного параметра;

П_изм – измеренное прибором значение параметра.

Пример изменения наклона измерительной характеристики графически представлен

на рис. 8.

Рисунок 8

 

Определить необходимость введения поправочного коэффициента можно, измерив максимальное или близкое к нему значение параметра, где отклонение наклона измерительной характеристики наиболее заметно.

ВНИМАНИЕ! Задание корректирующих значений, отличающихся от заводских установок (in.SH = 000.0 и in.SL = 1.000), изменяет стандартные метрологические характеристики МВА8 и должно производиться только в технически обоснованных случаях квалифицированными специалистами.

3.2.5.4. Полученная после фильтрации и коррекции результирующая информация об измеренных значениях входных параметров поступает для дальнейшей обработки на арифметически-логические преобразователи (АЛП) прибора.

Аварийная сигнализация

В процессе работы прибор контролирует работоспособность подключенных к нему первичных преобразователей и при обнаружении неисправности любого из них передает сообщение об ошибке по сетевому интерфейсу RS=485.

Ошибки формируются:

– при работе с термопреобразователями сопротивления в случае их обрыва или короткого замыкания;

– при работе с термоэлектрическими преобразователями в случае их обрыва, а также при увеличении температуры свободных концов термопар свыше 90 °С или при ее уменьшении ниже +1 °С;

– при работе с любым типом первичных преобразователей в случае получения результатов измерений, выходящих за установленные для данного датчика границы диапазона контроля.

Конструкция прибора

3.3.1. Прибор МВА8 изготавливается в пластмассовом корпусе, предназначенном для крепления на DIN-рейку в специализированный шкаф электрооборудования. Корпус состоит из двух частей, соединяемых между собой защелками. Для предотвращения открытия корпуса при транспортировании сбоку на корпусе имеются пломбы. Пломбы не являются гарантийными, поэтому их нарушение не влечет отмены гарантии производителя. В корпусе размещена печатная плата, на которой располагаются элементы схемы прибора. Габаритные размеры прибора приведены в Приложении А.

3.3.2. На лицевой панели прибора расположены два светодиода, служащие для индикации подключения питания и индикации работы сетевого интерфейса RS=485.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1. Прибор МВА8 относится к классу защиты 0 по ГОСТ 12.2.007.0=75.

4.2. При эксплуатации и техническом обслуживании необходимо соблюдать требования

ГОСТ 12.3.019=80, «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок потребителей».

4.3. При эксплуатации прибора открытые контакты клеммника находятся под напряжением, опасным для жизни человека. Установку прибора следует производить в специализированных шкафах, доступ внутрь которых разрешен только квалифицированным специалистам.

4.4. Любые подключения к МВА8 и работы по его техническому обслуживанию производить только при отключенном питании прибора.

МОНТАЖ

МОНТАЖ ПРИБОРА

5.1.1. Подготовить место в шкафу электрооборудования.

Конструкция шкафа должна обеспечивать защиту прибора от попадания в него влаги, грязи и посторонних предметов. Смонтировать прибор на DIN=рейку.

5.1.2. При размещении прибора следует помнить, что при эксплуатации открытые

контакты клемм находятся под напряжением, опасным для человеческой жизни. Поэтому

доступ внутрь таких шкафов управления разрешен только квалифицированным специалистам.

МОНТАЖ ВНЕШНИХ СВЯЗЕЙ

5.2.1. Общие требования

5.2.1.1. Питание прибора следует подключать от сетевого фидера, не связанного непосредственно с питанием мощного силового оборудования. Во внешней цепи рекомендуется установить выключатель, обеспечивающий отключение прибора от сети и плавкие предохранители на ток 1,0 А. Питание, каких-либо устройств от сетевых контактов прибора запрещается.

5.2.1.2. Соединение прибора с входными термопреобразователями сопротивления производить по трехпроводной схеме, при этом сопротивления соединительных проводов должны иметь одинаковые значения и быть не более 15 Ом, а длина не превышать 100 метров.

Примечание. Допускается соединение термопреобразователей сопротивления с прибором и по двухпроводной схеме, но при условии обязательного выполнения работ, приведенных в Приложении В. При этом длина соединительных проводов должна быть не более 100 метров, а

сопротивление каждой жилы – не превышать 15,0 Ом.

5.2.1.3. Соединение прибора с термоэлектрическими преобразователями производить или непосредственно (при достаточной длине проводников термопар) или при помощи удлинительных компенсационных проводов, марка которых должна соответствовать типу используемых термопар. Компенсационные провода следует подключать с соблюдением полярности непосредственно к входным контактам прибора. Только в этом случае будет обеспечена компенсация влияния температуры свободных концов термопар на показания прибора. Длина линии связи должна быть не более 20 метров.

5.2.1.4. Соединение прибора с активными датчиками, выходным сигналом которых является напряжение или ток, производить по двухпроводной схеме. Длина линии связи должна быть не более 100 метров, а сопротивление каждой жилы – не превышать 50,0 Ом.

5.2.1.5. Связь прибора по интерфейсу RS=485 выполнять по двухпроводной схеме. Длина

линии связи должна быть не более 800 метров. Подключение осуществлять витой парой проводов, соблюдая полярность. Провод А подключается к выводу А прибора. Аналогично выводы В соединяются между собой. Подключение производить при отключенном питании обоих устройств. Во избежание замыкания концы многожильных проводов необходимо облудить.

5.2.1.6. Встроенный в МВА8 источник напряжения 24 В следует использовать для питания активных датчиков с аналоговым выходом (п. 3.1.4).

ВНИМАНИЕ! Ток в цепи встроенного источника напряжения 24 В не должен превышать 180 мА.

Указания по монтажу

5.2.2.1. Подготовить кабели для соединения прибора с датчиками с источником питания МВА8 и RS=485.

Для обеспечения надежности электрических соединений рекомендуется использовать кабели с медными многопроволочными жилами, сечением не более 0,75 мм2, концы которых перед подключением следует тщательно зачистить и облудить. Зачистку жил кабелей необходимо выполнять с таким расчетом, чтобы срез изоляции плотно прилегал к клеммной колодке, т.е. чтобы оголенные участки провода не выступали за ее пределы.

5.2.2.2. При прокладке кабелей линии связи, соединяющие прибор с датчиками, следует выделить в самостоятельную трассу (или несколько трасс), располагая ее (или их) отдельно от силовых кабелей, а также кабелей, создающих высокочастотные и импульсные помехи.

Для защиты входных устройств МВА8 от влияния промышленных электромагнитных помех линии связи прибора с датчиками следует экранировать. В качестве экранов могут быть использованы как специальные кабели с экранирующими оплетками, так и заземленные стальные трубы подходящего диаметра. При использовании экранированных кабелей максимальный защитный эффект достигается при соединении их экранов с общей точкой схемы прибора (контакты 9, 10, 11). Однако в этом случае необходимо убедиться, что экранирующие оплетки кабелей на протяжении всей трассы надежно изолированы от металлических заземленных конструкций. Если указанное условие по каким-либо причинам не выполняется, то экраны кабелей следует подключить к заземленному контакту в щите управления.

ВНИМАНИЕ! Соединение общей точки схемы прибора с заземленными частями

металлоконструкций запрещается.

Подключение прибора

5.2.3.1. Подключение прибора следует выполнять по соответствующим схемам, приведенным в Приложении Б, соблюдая при этом нижеизложенную последовательность проведения операций.

1) Произвести подключение МВА8 к источнику питания прибора.

2) Подключить линии связи «прибор=датчики» к первичным преобразователям.

3) Подключить линии связи «прибор=датчики» к входам МВА8.

4) Подключить линии интерфейса RS=485.

5) На неиспользуемые при работе прибора измерительные входы установить

перемычки.

ВНИМАНИЕ!

1) Подключать активные преобразователи с выходным сигналом в виде постоянного напряжения (–50,0…+50,0 мВ или 0…1,0 В) можно непосредственно к входным контактам прибора. Подключение преобразователей с выходом в виде тока (0…5,0 мА, 0…20,0 мА или 4,0…20,0 мА) – только после установки шунтирующего резистора сопротивлением 100 Ом (допуск не более 0,1 %).

2) Для защиты входных цепей МВА8 от возможного повреждения зарядами статического электричества, накопленного на линиях связи «прибор=датчики», перед подключением к клеммной колодке прибора соединительные провода следует на 1…2 с соединить с винтом заземления щита.

5.2.3.2. После выполнения указанных работ прибор готов к дальнейшему использованию.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРИБОРА

Для программирования прибора МВА8 необходимо подключить его через адаптер интерфейса RS=485 ОВЕН АС3 (или аналогичный) к персональному компьютеру и подключить к прибору питание.

Программирование производится с помощью программы «Конфигуратор МВА8» и включает настройку сетевых параметров и сетевого интерфейса прибора МВА8. Эта процедура включает задание конфигурации МВА8. Конфигурация прибора – это полный набор значений параметров, определяющий работу прибора.

Внимание! Программирование МВА8 осуществляется только по протоколу ОВЕН. При установке связи с прибором Конфигуратор переводит прибор в режим работы по сетевому протоколу ОВЕН. Для перевода прибора в режим работы по сетевому протоколу, указанному в параметре Prot, необходимо выключить и включить питание прибора.